Geoscience Reference
In-Depth Information
Kompressionswellengeschwindigkeit
'
bzw.
“
beschreibt,
und
™
der Winkel des Radiusvektors zur Verwerfungsflä-
che ist. Während die Abstrahlcharakteristik von P-Wellen
eines einfachen Kräftepaars jener eines Quadrupols ent-
Für gekreuzte Kräftepaare ergibt sich bei P-Wellen dassel-
be Bild wie für einfache Scherungsbrüche. Dagegen gleicht
die Abstrahlcharakteristik der S-Wellen in diesem Fall eben-
die Unterscheidung der beiden Bruchmodelle mit Hilfe von
Seismogrammen.
Der Spannungszustand des Gebirges wird durch die drei
Hauptspannungen
(principle stresses)
¢
1
>¢
2
>¢
3
aus-
gedrückt. In der in der Seismik üblichen positiven Rich-
tungskonvention besitzt die Zugspannung ein positives und
die Druckspannung ein negatives Vorzeichen. Bei der in der
Geomechanik und Tektonik üblichen negativen Richtungs-
konvention dagegen wird der Druckspannung ein positives
und der Zugspannung ein negatives Vorzeichen zugeordnet
verwendet. Somit wirkt Zugspannung in Richtung der Ko-
ordinatenachsen (bzw. der nach außen gerichteten Flächen-
normalen), Druckspannung entgegengesetzt. Man kann nun
die Spannung aufteilen in einen Teil, der Volumenänderun-
gen, und einen anderen, der Verzerrungen bewirkt. Der erste
Teil ist die hydrostatische oder mittlere Spannung
Abb. 3.38
Schmidtsches Netz zur flächentreuen stereografischen Pro-
jektion der Ersteinsätze von Erdbeben
sätze werden hierbei als schwarze Punkte, Dehnungseinsätze
trennen hierbei die Gebiete von Kompression und Dehnung
gegeneinander ab. Diese entsprechen der Verwerfungs- bzw.
der Hilfsfläche. Die T- und P-Achsen sind die Winkelhalbie-
renden zwischen diesen beiden Flächen.
(1) Abschiebung
(normal fault)
: Nimmt das Einfallen der
Verwerfung einer Abschiebung mit der Tiefe ab, so spricht
man von einer listrischen Verwerfung. (2) Aufschiebung
(reverse fault)
: Entlang flacher Aufschiebungen
(overthrust
fault)
können Blöcke über weite Distanzen gleiten. Dies
bekundet eindrucksvoll die Deckentektonik der Alpen.
(3) Blattverschiebung (
strike-slip
bzw.
transcurrent fault
):
Bewegt sich die dem Beobachter gegenüberliegende Seite
einer Blattverschiebung nach links, so spricht man von einer
sinistralen Blattverschiebung, bewegt sie sich dagegen nach
rechts, von einer dextralen.
Schräge Ab- bzw. Aufschiebungen werden im Englischen
als
dip-slip fault
bzw.
oblique fault
bezeichnet. Bei Auf- und
Abschiebungen bewegen sich die Blöcke in Richtung des
Einfallens
(dip)
der Verwerfung, bei Blattverschiebungen in
Richtung des Streichens
(strike)
. Daher die o. g. englischen
Bezeichnungen. Abbildung
3.42
zeigt einige exemplarische
Herdflächenlösungen hypothetischer Beben. Diese finden
sich wieder in den Herdflächenlösungen von Beben in Re-
gionen der Erde, welche typisch für bestimmte geodynami-
1
3
.¢
1
C ¢
2
C ¢
3
/:
¢
m
D
(3.95)
Der verbleibende Teil ist die sogenannte reduzierte Span-
nung
(deviatoric stress)
£
£
1
>£
2
>
£
3
. Hierbei ist
£
1
entsprechend der negativen Richtungs-
vereinbarung, eine positive, nach innen gerichtete Druck-
spannung,
£
3
dagegen eine negative, nach außen gerichtete
Zugspannung.
mit den Komponenten
£
1
D ¢
1
¢
m
I
£
2
D ¢
2
¢
m
I
£
3
D ¢
3
¢
m
:
(3.96)
Gestein zerbricht in der Fläche der maximalen Scherspan-
nung. In homogenem Gestein ist dies die Ebene, welche die
mittlere Spannung
¢
2
bzw.
£
2
enthält. Die Bruchfläche bildet
dabei einen Winkel von 45° zu den
£
3
-Achsen. In
realen Gesteinen bewirken Inhomogenitäten und Effekte der
inneren Reibung, dass die Bruchfläche zwischen 20°-30°
gegen die Richtung der maximalen Kompression geneigt
ist. Aus den an Erdbebenstationen aufgezeichneten Seismo-
grammen können die Herdaustrittswinkel (relativ zum Er-
dradius) der jeweils registrierten Strahlen bestimmt werden
nen werden benutzt, um die Kompressions- bzw. Dehnungs-
Ersteinsätze aller Stationen in einer stereografischen Pro-
jektion der Bodenbewegung einzutragen. Dies geschieht mit
Hilfe einer lambertschen flächentreuen Projektion auf einem
£
1
- und
